笔记： 移动互联网时代 , 如何优化你的网络 —— HttpDNS
1.域名解析是什么？
域名通过DNS（Domain Name System）系统转化为服务器的IP地址，以方便机器通过IP 进行寻址和通信2.专用名词
根域、顶级域、二级域 :DNS系统一般采用树状结构进行组织，以ru.wikipedia.org为例，org为顶级域名，wikipedia为二级域名，ru为三级域名
权威DNS:权威DNS即最终决定域名解析结果的服务器，开发者可以在权威DNS上配置、变更、删除具体域名的对应解析结果信息。阿里云云解析（https://wanwang.aliyun.com/domain/dns ）即权威DNS服务提供商。
递归DNS：递归DNS又称为Local DNS，它没有域名解析结果的决定权，但代理了用户向权威DNS获取域名解析结果的过程,递归DNS上有缓存模块(结果缓存的时间超过TTL，即过期)，递归DNS会一级一级地查询各个层级域名的权威DNS直至获取最终完整域名的解析结果
公共DNS：公共DNS是递归DNS的一种特例，它是一种全网开放的递归DNS服务，而传统的递归DNS信息一般由运营商分发给用户。一个比较典型的公共DNS即Google的8.8.8.8，我们可以通过在操作系统配置文件中配置公共DNS来代替Local DNS完成域名解析流程
3.解析流程
以访问www.taobao.com为例，一次完整的域名解析流程包括：
终端向Local DNS发起域名解析请求；Local DNS在获取到域名解析请求后首先从Root hints获取根域名服务器的地址（Root hints包含了互联网DNS根服务器的地址信息）；获取了根域名服务器地址后Local DNS向根域名服务器发起DNS解析请求，根域名服务器返回com顶级域名服务器地址；随后Local DNS向com域名服务器发起解析请求，并得到taobao.com二级域名服务器的地址；Local DNS向taobao.com二级域名服务器发起解析请求，并最终获得了www.taobao.com的IP地址信息；Local DNS将递归查询获得的IP地址信息缓存并返回给客户端；4.传统的域名解析面临的问题
域名劫持
例如域名A应该返回的DNS解析结果IP1被恶意替换为了IP2，导致A的访问失败或访问了一个不安全的站点,常见的域名劫持场景
黑客侵入了宽带路由器并对终端用户的Local DNS进行篡改，指向黑客自己伪造的Local DNS，进而通过控制Local DNS的逻辑返回错误的IP信息进行域名劫持
由于DNS解析主要是基于UDP协议，攻击者还可以监听终端用户的域名解析请求，并在Local DNS返回正确结果之前将伪造的DNS解析响应传递给终端用户，进而控制终端用户的域名访问行为
最常碰到的域名劫持现象是缓存污染
在接收到域名解析请求时，Local DNS首先会查找缓存，如果缓存命中则返回缓存结果，不再进行递归DNS查询。如果Local DNS针对部分域名的缓存进行更改，比如将缓存结果指向第三方的广告页，就会导致用户的访问请求被引导到这些广告页地址上备注: Https并不能避免域名劫持的问题，域名解析是发生在网络加密请求交互之前，得先进行域名解析，之后才会有网络加密请求交互， https = http + ssl，SSL只是对服务端进行身份确认，而域名解析是发生在ssl握手之前，所以https并不能解决域名劫持的问题
调度不精准
解析转发
Local DNS供应商将请求到自己Local DNS的域名解析请求转发给其他供应商的Local DNS节点，而最终的权威DNS在进行域名解析时会根据Local DNS的IP信息进行智能调度(分配于请求方最近最优相同运营商的CDN节点)，导致Local DNS分配的不是最佳的CDN节点,由于请求是被转发的，从而也延迟用户业务访问时间Local DNS的布署情况
由于Local DNS的资源有限，Local DNS的分配甚至并非遵循就近原则。比如有实际案例显示西藏的用户甚至被分配了北京的Local DNS节点C，导致西藏的用户在进行CDN资源访问时被调度到了北京的CDN节点C上，类似的由于调度精度的缺失带来的访问体验的影响是非常严重的解析生效滞后
权威DNS变更的解析结果生效滞后: Local DNS的部署是由各个地区的各个运营商独立部署的, 因此各个Local DNS的服务质量参差不齐. 在对域名解析缓存的处理上，各个独立节点的实现策略也有区别，比如部分节点为了节省开支忽略了域名解析结果的TTL时间限制，导致用户在权威DNS变更的解析结果全网生效的周期非常漫长。这类延迟生效可能直接导致用户业务访问的异常延迟大
DNS首次查询或缓存过期后的查询，需要递归遍历多个DNS服务器以获取最终的解析结果，这增加了网络请求的前置延时时间。特别在弱网环境下，往往导致解析超时、解析失败5.HTTPDNS
通过HTTPDNS服务，我们可以实现包括防止域名劫持、精准调度、实时解析生效等功能，但在DNS解析开销的优化上，我们需要客户端一起配合
防域名劫持
HTTPDNS使用HTTP协议进行域名解析，代替现有基于UDP的DNS协议，域名解析请求直接发送到HTTPDNS服务端，从而绕过运营商的Local DNS
商业化的HTTPDNS服务（https://www.aliyun.com/product/httpdns）缓存管理有严格的SLA保障，避免了类似Local DNS的缓存污染的问题
精准调度
HTTPDNS在递归解析实现上优化了与权威DNS的交互，通过edns-client-subnet协议（https://datatracker.ietf.org/doc/rfc7871）将终端用户的IP信息直接交付给权威DNS，这样权威DNS就可以忽略Local DNS IP信息，根据终端用户的IP信息进行精准调度，避免LocalDNS的坐标干扰实时生效
商业化的HTTPDNS服务上不会存在解析变更全网生效滞后的问题
HTTPDNS在快速生效方面有专有的方案，配合阿里云的权威DNS服务云解析（https://wanwang.aliyun.com/domain/dns），用户在权威DNS变更的解析结果将快速同步给HTTPDNS，覆盖原有的缓存记录，帮助用户实现秒级的域名解析切换备注： 在DNS解析延迟方面，由于HTTPDNS基于HTTP协议，而HTTP基于TCP协议，对比传统的UDP传输多了一些冗余的握手环节，因此从原理上而言网络请求方面的开销并没有降低。但在实际使用过程中，我们可以通过端上的策略来实现一个零延迟DNS解析的方案,下面从客户端角度实现零延迟DNS解析
6.域名解析最佳实践
预解析
在App启动时，针对业务的热点域名在后台发起异步的HttpDNS解析请求，这部分预解析结果在后续的业务请求中可以直接使用，进而消除首次业务请求的DNS解析开销，提升APP首页的加载速度
智能缓存
通过预解析获取的IP有一定的TTL有效时间，我们需要合理地缓存下来进行管理。操作系统本身的DNS缓存粒度比较粗，在客户端我们可以应用更细粒度的缓存管理来提升解析效率.
比如当手机网络切换不同的运营商时(比如移动/联通/电信)，对CDN域名的解析结果会发生变化(返回就近的运营商CDN节点IP). 由于本地有缓存，可以避免在网络切换时减少DNS解析带来的额外开销. 当下一次APP启动时直接读取缓存用于网络访问，以提升首屏加载的速度
懒加载
核心的实现思路: 业务层的域名解析请求只和缓存进行交互，不实际发生网络解析请求。如果缓存中存在记录，不论过期与否，先返回业务层缓存中的记录,如果缓存中的记录已过期，则异步网络请求进行HttpDNS解析结果并刷新缓存
业务场景： 后端IP是固定的若干个节点，因此连续的解析结果在环境不变的情况下有很大概率是保持一致的
不适用场景：业务场景下IP变化频繁，并且TTL过期的IP访问不可用，是不建议应用懒加载策略的
提个问题，如何快速将权威DNS变更的解析结果同步给HttpDNS
HTTPDNS在快速生效方面有专有的方案，配合阿里云的权威DNS服务云解析（https://wanwang.aliyun.com/domain/dns），用户在权威DNS变更的解析结果将快速同步给HTTPDNS，覆盖原有的缓存记录，帮助用户实现秒级的域名解析切换( 查看上面HttpDNS功能 ---- 实时生效 )
7.HttpDNS接入的注意点
客户端接入HttpDNS的过程中，要注意手动设置http请求头的host值，原因是HttpDNS中需要将请求的URL的Host值替换为HttpDNS解析获得的ip,而一般网络库(例如HttpUrlConnection)都会将URL中的Host值赋值给Http请求头中的host头，由于服务端会将http请求头的host值作为请求的域名信息进行处理，这将导致服务器解析出现问题8.学习链接:
移动互联网时代，如何优化你的网络 —— 域名解析篇
